[发明专利]固定含汞废物的方法

说明书

本发明涉及固定含汞废物的方法，所述方法包括：‑通过废物中的汞沉淀为硫化汞(II)，使所述汞稳定化；然后‑通过胶结包封废物，所述胶结包括将废物包埋在通过将包含选自水硬性水泥、碱活化水泥和酸活化水泥的至少一种粘合剂的粉末的组合物与水性混合溶液混合得到的水泥浆中，然后硬化水泥浆；其特征在于，汞沉淀为硫化汞(II)是通过在搅拌下以及在碱金属硫化物存在下使汞与硫代硫酸盐在碱性水性介质中反应获得的，硫代硫酸盐与汞的摩尔比至少等于1。应用：固定各种汞废物，无论其来源，以及特别是来自核设施的汞废物。

技术领域

本发明涉及固定含汞废物的领域，含汞废物也称为汞废物。

更具体地，本发明涉及一种固定含汞废物的方法，该方法包括通过沉淀为具有式HgS且在下文中简称为“硫化汞”的硫化汞(II)形式来使该汞稳定化，然后通过胶结作用即通过将包含由此获得的硫化汞的废物包封在水泥基质中进行包封。

本发明特别应用于固定源自核设施并因此被放射性元素污染或可能被放射性元素污染的汞废物。

然而，不言而喻，本发明能够有效地用于固定任何汞废物，无论其来源如何。

背景技术

汞是一种有毒金属，在正常的温度和压力条件下呈液态。它是一种非常易挥发的元素，通过形成蒸气容易在环境温度下蒸发，所述蒸汽都是更有害的无色无味物质。

汞存在于许多设备中，例如电池、蓄电池、荧光灯管、和低能量灯泡(或紧凑型荧光灯泡)，这些设备特别用于核设施，在这种情况下它与核废料有关。它还在化学工业中用作电解槽中的液体阴极。最后，它用于制造金属汞合金，特别是牙科用汞合金。

根据2006年6月28日第2006－739号关于放射性物质和废物可持续管理的法律规定建立的管理放射性材料和废物法国国家计划(PNGMDR)，构成废物的一部分的汞和汞废物与石棉废物、有机流体和油类一起构成的废物目前还没有废物管理链，也就是说，目前还没有废物处理链。

考虑到汞的上述毒性和挥发性，直接储存或焚烧汞和汞废物不是可以设想的选择。

这就是为什么提出了旨在降低环境中汞流动性的工艺和方法。

这些固定方法基本上旨在防止汞通过挥发释放到大气中，并通过浸出进入地下或土壤中。

固定方法是汞齐化、稳定化和包封。

汞齐化是通过汞溶解在另一种金属中以形成汞齐或半固态合金来物理固定汞。因此，例如，专利US 6,312,499(下文称为参考文献[1])提出了与铜的汞齐化，汞齐中的汞按质量计最小量为50％。

该技术的问题在于它不会降低汞挥发和浸出的风险。因此，在汞齐化之后必须进行包封，例如在专利申请US2008/0234529(下文称为参考文献[2])中描述的在水泥基质中，在这种情况下，汞即使齐化，也易于在任何温度升高的作用下挥发，例如由用于包封的水泥水合引起的温度升高。

稳定化是通过将汞与合适的化学物质组合来化学固定汞。文献中最常提出的汞的稳定化是由诱导汞与硫反应以形成硫化汞构成的方法。

因此，已经提出了通过干法的稳定化方法和通过湿法的稳定化方法。

通过干法的稳定化方法是，例如，在专利申请EP 1 751 775、EP 2 072 467和EP 2476 649(下文分别称为参考文献[3]、[4]和[5])中描述的那些。这些方法具有共同的工艺，其中在具有特定结构的反应器(参考文献[3])、混合器(参考文献[4])或行星式球磨机(参考文献[5])中诱导汞与固态硫反应，并产生一种产品，该产品含有颜色为黑色的通常称为“黑辰砂”的β形式结晶的硫化汞，掺和有硫(参考文献[3]和[5])或掺和有颜色为红色的通常称为“朱砂”的α形式结晶的硫化汞(参考文献[4])。